Задача: Провести аппроксимацию функции , заданной своими значениями, по методу наименьших квадратов с помощью параболы.
x | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
-100 | -90 | -76 | -52 | -12 | 50 |
Решение: Т.к. в условии требуется аппроксимировать при помощи параболы, то аппроксимирующий многочлен будем искать в виде:
,
а, т.к. требуется его строить по методу наименьших квадратов, то его коэффициенты вычисляются из системы:
Составим расчётную таблицу:
i | x | y | |||||
1 | 0 | -100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
2 | 1 | -90 | 1 | 1 | 1 | -90 | -90 |
3 | 2 | -76 | 4 | 8 | 16 | -152 | -304 |
4 | 3 | -52 | 9 | 27 | 81 | -156 | -468 |
5 | 4 | -12 | 16 | 64 | 256 | -48 | -192 |
6 | 5 | 50 | 25 | 125 | 625 | 250 | 1250 |
Сумма: | 15 | -280 | 55 | 225 | 979 | -196 | 196 |
Подставим полученные значения в систему:
Решать ее можно любым методом, например методом Крамера, тогда:
И
Аппроксимирующая функция примет вид:
Аналитика: Известно, что исходная функция имеет вид . Построим график этой функции и аппроксимирующей в одной системе координат для того, чтобы визуально оценить степень приближенности.
Замечание: как вы понимаете, парабола – зеленая.